Процесс плавления в доменной печи

Доменная печь является основным оборудованием в процессе получения чугуна из железорудного сырья. Процесс плавления в доменной печи состоит из нескольких последовательных стадий:

1. Подготовка шихты

Руда, кокс и флюсы (например, известняк) дозируются и загружаются в доменную печь сверху.
Кокс является основным источником тепла и восстановителем, а флюсы связываются с пустой породой в руде для образования шлака.

2. Нагревание и восстановление

шихта постепенно опускается по печи в противотоке с восходящими горячими газами.
Горячие газы нагревают и восстанавливают железную руду, превращая оксиды железа в металлическое железо.
Реакции восстановления:
Fe2O3 + CO → 2FeO + CO2
FeO + CO → Fe + CO2

3. Образование капель железа

По мере восстановления металлическое железо образует маленькие капли, которые коагулируют в более крупные капли.
Кокс обеспечивает углерод, который растворяется в каплях железа и способствует их росту.

4. Образование шлака

Флюсы взаимодействуют с пустой породой в руде, образуя шлак.
Шлак является расплавленной смесью оксидов кальция, кремния, алюминия и магния.
Шлак плавает на поверхности жидкого железа и удаляется через шлаковую летку.

5. Образование чугуна

По мере того как капли железа увеличиваются, они стекают в нижнюю часть печи, образуя расплавленный чугун.
Чугун содержит около 93-95% железа, а также углерод, кремний, марганец и другие примеси.

6. Выпуск чугуна и шлака

Расплавленный чугун и шлак периодически выпускаются из доменной печи через соответствующие летки.
Чугун затем подвергается дальнейшей переработке для получения стали или чугунных изделий.